Универсальный станок с ЧПУ для самостоятельного изготовления

Компоненты и расходные материалы

Шаговый двигатель DFRobot NEMA 17

Микропереключатель DFRobot для самонаведения

Муфта DFRobot 5-8 мм

Шкивы и ремень ГРМ

Подшипник 8–16 мм

колеса с V-образным пазом

Экструзия алюминия, 500 мм 2020 г.

Arduino UNO

GRBL CNC Shield

Драйвер терменвокса DRV8825 для шаговых двигателей для системы Theremino

Необходимые инструменты и машины

3D-принтер (общий)

Паяльник (общий)

Приложения и онлайн-сервисы

Autodesk Fusion 360

IDE Arduino

Прошивка GRBL

Inkscape

Об этом проекте

Цель

Как серьезный производитель, у меня есть несколько станков с ЧПУ, в том числе два 3D-принтера и фрезерный станок с ЧПУ. Но что, если мне нужно что-то еще, например, лазерный гравер или фрезерный станок для печатных плат? Итак, я решил сделать именно это:построить недорогой станок с ЧПУ, который мог бы иметь множество различных приспособлений, и все это при управлении через простой интерфейс G-кода.

Демонстрация

Дизайн

Я начал с мысли о машине со свободным колесом, которая могла бы иметь бесконечный ход по оси Y, но она оказалась слишком громоздкой и неточной.

Поэтому я предпочел использовать направляющие с V-образными пазами с колесами. Затем я перешел на Fusion и спроектировал несколько частей, включая целые части осей X и Z.

Стелить кровать и ось Y

Станина (ось Y) состоит из двух параллельных направляющих с V-образными пазами размером 500 или 800 мм. Есть четыре пластмассовых элемента, которые удерживают по два колеса каждая, что позволяет легко перемещать кровать по рельсам. Я также проложил ремень ГРМ по оси Y под станиной, чтобы при вращении шагового двигателя оси Y ремень двигался.

Создание оси X

Ось X состоит из единственного рельса, который удерживает деталь с четырьмя колесами, напечатанную на 3D-принтере. Ремень ГРМ входит в прорези по бокам пластмассовой детали, которая тянет его в любом направлении.

Создание оси Z

Ось Z основана на системе шкивов, поэтому, когда шаговый двигатель вращается, Z-блок может быть вытянут или опущен.

Электроника

Электроника довольно проста. Есть Arduino Uno для логики, три DRV8825 для драйверов шагового двигателя, щит ЧПУ Arduino GRBL и три концевых выключателя для возврата в исходное положение. Я просто подключил драйверы шагового двигателя и отрегулировал потенциометры ограничения тока, чтобы они соответствовали блоку питания 12 В 6 А. Затем я припаял концевые выключатели к экрану, при этом COM подключился к GND, а NO (нормально разомкнутый) - к соответствующим контактам. Обратите внимание, что ограничительный штифт оси Z больше не D11, а D12.

Программное обеспечение

Я прошил прошивку GRBL на Uno, используя пример скетча и Arduino IDE. Затем я загрузил универсальный отправитель G-кода здесь:https://github.com/winder/Universal-G-Code-Sender. Он позволяет пользователям легко отправлять команды и файлы G-кода на свои станки с ЧПУ.

Использование

Чтобы проверить это, я начал с калибровки машины. По умолчанию 200 шагов / мм, но они разные. Поэтому просто переместите машину на 5 мм, затем умножьте пять на 200, а затем разделите это число на фактическое расстояние, на которое переместилась машина, и измените настройки соответствующим образом. Итак, если для перемещения на 1 мм по оси X потребовался 161 шаг, установите $ 100 =161,000. Затем используйте Fusion 360 или Inkscape для проектирования и создания траекторий для вырезания, гравировки или рисования чего угодно.